【手続補正書】
【提出日】平成18年1月17日(2006.1.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】    明細書
【発明の名称】  光学素子
【特許請求の範囲】
【０００１】
【請求項１】  基板と、前記基板の少なくとも一方の面に形成された樹脂層とを有しており、前記樹脂層は、前記基板側の面とは反対側の面には、全面的に密着して設けられた光学部材を有しておらず、かつ、当該樹脂層の内側に光学要素が形成された厚さの厚い部分と、当該厚さの厚い部分周囲に形成された厚さの薄い部分を有しており、前記厚さの薄い部分が、前記樹脂層のエッジ部分から少なくとも５０μｍの幅を有し、前記厚さの薄い部分における厚さが３０μｍ以下であることを特徴とする光学素子。
【請求項２】  基板と、前記基板の少なくとも一方の面に形成された樹脂層とを有しており、前記樹脂層は、前記基板側の面とは反対側の面には、全面的に密着して設けられた光学部材を有しておらず、かつ、当該樹脂層の内側に光学要素が形成された厚さの厚い部分と、当該厚さの厚い部分周囲に形成された厚さの薄い部分を有しており、前記厚さの薄い部分が、前記樹脂のエッジ部分から少なくとも３０μｍの幅を有し、前記基板の線膨張係数をＡ、前記樹脂の線膨張係数をＢ、前記樹脂の前記厚さの薄い部分の厚さをＹ（μｍ）とするとき、
Ｙ≦200／（Ｂ／Ａ）+30  …（１）
であることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】  基板と、前記基板の少なくとも一方の面に形成された樹脂層とを有しており、前記樹脂層には、前記樹脂層のエッジ部分から少なくとも５０μｍより内側に光学要素が形成されており、前記樹脂の厚さが所定厚さ以下であり、さらに、前記樹脂層他方の面には、他の光学部材が全面的に密着されて設けられていないことを特徴とする光学素子。
【請求項４】  前記基板の線膨張係数をＡ、前記樹脂層の線膨張係数をＢ、前記樹脂の厚さをＹ（μｍ）とするとき、
Ｙ≦200／（Ｂ／Ａ）+30  …（１）
であることを特徴とする請求項３に記載の光学素子。
【請求項５】  前記基板に形成された面の大きさが、最も大きいところで2500mm２以下であることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載の光学素子。
【発明の詳細な説明】
【０００２】
【発明の属する技術分野】
【０００３】
本発明は、マイクロレンズ、マイクロレンズアレイや回折光子等の光学素子であって、ガラスや石英等の基板と、その少なくとも一方の面に形成され、マイクロレンズ、マイクロレンズアレイや回折光子等の光学要素を形成する樹脂層とを有する光学素子に関するものである。
【従来の技術】
【０００４】
微小光学素子の製造方法は、その材質と加工形状によって様々である。従来は、ガラスを研削又は研磨することにより、球面レンズ又は非球面レンズを作成していたが、この場合、生産性も悪く加工形状も非常に限られている。
【０００５】
そこで、最近では、回折格子等の微小形状を作成する方法として、バイトによる直接切削を用いる方法や、リソグラフィーとエッチング技術を組み合わせて用いる方法が使用されるようになってきている。前者の場合、数十μｍ程度、後者の場合ならステッパーの光学限界に応じてサブミクロンの形状加工ができる。特に高機能な微小光学素子は、リソグラフィー技術を用いて石英にレジストパターンを作成し、エッチングで石英を彫り込むことにより作られる。
【０００６】
この手法を簡単に説明する。石英上にレジストを均一に塗布し、所望のパターンを配したレチクルを作成しておく。ステッパーを用いてレジストに所望のパターンを投影した後、現像液に基板を浸して不要レジスト部分を取り除く。このレジストへのパターン形成はステッパーではなく、クロム密着マスクによる露光や、電子線描画装置による直接描画法を用いてもかまわない。
【０００７】
ただし、所望のパターンが簡単なラインアンドスペースであれば問題ないが、自由曲面の非球面レンズなどの場合には高度な露光技術を要する。レジストが塗布された基板は露光前または現像後にアニールする場合もある。アニールによりレジストが変形し、石英上に作成したレジストパターンに影響を与えることがある。もちろん故意にアニールし、レジスト形状を変形させることにより、目的とするような形状とするプロセスも存在する。
【０００８】
次に、このレジストパターンに沿って、石英をエッチングする。エッチングは通常ドライエッチングを用い、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Reactive Ion Etching）や誘導結合プラズマを用いたＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）−ＲＩＥを使う。ＩＣＰ−ＲＩＥを用いることでアスペクト比の高い切り立った形状を彫り込むことができる。ＲＩＥにより石英は彫り込まれるが、同時にレジストも削られていく。最終的に残ったレジストを完全に除去すれば、石英基板に微細パターンが彫り込まれた素子基板が完成する。通常微小光学素子は量産性を高めるために一枚の石英基板の上に複数の素子パターンを作成し、それを切断することで多数個取りを行っている。
【０００９】
しかしながら、高機能な微小光学素子を石英エッチング方式で作成する場合、装置一つ一つが高額な上、大量生産するには数多くのラインが必要になるという問題がある。一方、ガラスではなく樹脂を用いた光学素子も存在する。このような光学素子は、簡単な球面レンズから複雑な回折格子に至るまで実用化されている。これらの樹脂を用いた光学素子は、母型を形成し、この母型を使用して射出成形、熱可塑成形、紫外線硬化成形などで、目的とする形状の光学素子を大量作成することが可能である。こういった樹脂材料の研究開発等が進み、多くの分野で活用されつつある。このような母型を使用した樹脂製の光学素子の製造方法については、例えば特開２００２−３２１２２７号公報（特許文献１）に記載されている。
【００１０】
【特許文献１】  特開２００２−３２１２２７号公報
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
光学素子の活用分野として光通信業界がある。基幹系及び短距離通信系など、あらゆるところで高機能な光学素子が必要とされ、高度な信頼性を要求されている。樹脂性光学素子の問題点として、石英製やガラス製の光学素子に比して耐環境性が悪いことがあげられる。そこで、石英やガラス（ＢＫ７等）を基板として、その片側又は両側に樹脂成形した光学素子を配した、接着型の樹脂製光学素子が使われている。特許文献１に記載されているものも、このような光学素子である。このような樹脂とガラスの接着型の樹脂製光学素子は、樹脂単体で作られたものと比較して、環境性に優れていることがわかっている。
【００１２】
しかし、通信機器はその信頼性を非常に重要視しており、耐久性と耐環境性を調べるための特有な加速試験を行う。光通信部品及び装置機器類の業界では、テレコーディア社(Te1ecordia Technologies Inc.)の提唱する規格が事実上の業界標準となっており、あらゆる部品に同社規格のGR-1229やGR-1221に代表されるような厳しい環境試験をクリアすることが要求されている。そのなかでも−40℃から100℃まで数分間で変化させる熱サイクル試験などを行うと、張り合わせた樹脂と基板との熱膨張率の違いに起因する応力により、ガラス基盤が破損し、樹脂がガラス基板から剥離し、このような熱サイクル試験に耐えられないという問題がある。
【００１３】
このように、接着型の樹脂製光学素子は熱に対し十分な強度が必要とされている。しかし、現状の接着型の樹脂製光学素子はこれらの機能を満たすことができておらず、前述のように、基板の破損に起因して樹脂の剥離や浮きが発生してしまう問題がある。
【００１４】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、前述のような熱サイクル試験に耐えることができ、又、耐熱性のある接着型の樹脂製光学素子を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記課題を解決するための第１の手段は、基板と、前記基板の少なくとも一方の面に形成された樹脂層とを有しており、前記樹脂層は、前記基板側の面とは反対側の面には、全面的に密着して設けられた光学部材を有しておらず、かつ、当該樹脂層の内側に光学要素が形成された厚さの厚い部分と、当該厚さの厚い部分周囲に形成された厚さの薄い部分を有しており、前記厚さの薄い部分が、前記樹脂層のエッジ部分から少なくとも５０μｍの幅を有し、前記厚さの薄い部分における厚さが３０μｍ以下であることを特徴とする光学素子である。
【００１６】
発明者が、接着型の樹脂製光学素子が熱応力により破損する原因を調査したところ、熱応力により樹脂層の外周部分で基板が応力を受け、割れが入るためであることが分かった。樹脂層の中央部分では基板に割れが入ったり、接着剤が剥離したりすることはなかった。又、樹脂層の端部でも、接着剤が剥離するようなことは無かった。このような知見に基づき、樹脂層の外周部分を薄くすることにより、基板が樹脂層の外周部分から受ける力を小さくしてやれば、基板の割れが防げることを見いだした。すなわち、樹脂層の外周部分の厚さを、その内部の部分の厚さよりも薄くすることにより、耐熱性を向上させることができる。
【００１７】
又、後に実施例で詳しく説明するごとく、前記厚さの薄い部分の厚さが３０μｍであり、そのエッジ部分からの幅が少なくとも５０μｍ以上あれば、前述のような熱サイクル試験で破損が起こらないことが判明した。
【００１８】
前記課題を解決するための第２の手段は、基板と、前記基板の少なくとも一方の面に形成された樹脂層とを有しており、前記樹脂層は、前記基板側の面とは反対側の面に、全面的に密着して設けられた光学部材を有しておらず、かつ、当該樹脂層の内側に光学要素が形成された厚さの厚い部分と、当該厚さの厚い部分周囲に形成された厚さの薄い部分を有しており、前記厚さの薄い部分が、前記樹脂のエッジ部分から少なくとも３０μｍの幅を有し、前記基板の線膨張係数をＡ、前記樹脂の線膨張係数をＢ、前記樹脂の前記厚さの薄い部分の厚さをＹ（μｍ）とするとき、Ｙ≦200／（Ｂ／Ａ）+30  …（１）
であることを特徴とするものである。
【００１９】
前記第１の手段の条件は、樹脂として通常使用されている範囲のものについて成り立つ条件であるが、樹脂によっては、第２の手段のように厚さが３０μｍより厚くても、熱サイクル試験に耐えられるものがあることが判明した。後に実施例で詳しく説明するように、上記（１）式を満足するときは、厚さが３０μｍより厚くても熱サイクル試験に耐えることができる。
【００２０】
前記課題を解決するための第３の手段は、基板と、前記基板の少なくとも一方の面に形成された樹脂層とを有しており、前記樹脂層には、前記樹脂層のエッジ部分から少なくとも５０μｍより内側に光学要素が形成されており、前記樹脂の厚さが所定厚さ以下であり、さらに、前記樹脂層他方の面には、他の光学部材が全面的に密着されて設けられていないことを特徴とする光学素子である。
【００２１】
前記第１の手段は、樹脂層の外周部分の厚さがその内部に比べて薄くされているものであったが、本手段は、前記樹脂層に形成された光学要素が、外周より５０μｍ以上内側に形成されており、かつ、前記樹脂の厚さが十分薄いものである。このようなものでもあれば、樹脂の厚さが均一でも、熱サイクル試験による破損は発生しなかった。なお、この場合の樹脂の厚さというのは、レンズや回折格子の光学要素が形成されていない部分の厚さをいう。
【００２２】
前記課題を解決するための第４の手段は、前記第３の手段であって、前記基板の線膨張係数をＡ、前記樹脂層の線膨張係数をＢ、前記樹脂の厚さをＹ（μｍ）とするとき、
Ｙ≦200／（Ｂ／Ａ）+30  …（１）
であることを特徴とする光学素子である。
【００２３】
前記第３の手段は、樹脂の外周部分の厚さがその内部に比べて薄くされているものであったが、上記（１）式が成立すれば、樹脂の厚さが均一でも、熱サイクル試験による破損は発生しなかった。なお、この場合の樹脂の厚さというのは、レンズや回折格子の光学要素が形成されていない部分の厚さをいう。
【００２４】
前記課題を解決するための第５の手段は、前記第１の手段から第４の手段のいずれかであって、前記基板に形成された面の大きさが、最も大きいところで2500mm２以下であることを特徴とするものである。
【００２５】
前記基板に形成された面の大きさは、最も大きいところで、2500mm２以下であることが好ましい。
【発明の実施の形態】
【００２６】
本発明が対象とする光学素子は、透明基板としてガラスや石英、人工石英等の材料を使用し、その片面又は両面に樹脂を接着剤で接着して形成したものである。透明基板としては、ＢＫ７、ＳＦ１１、ＳＦ１４に代表される一般的な光学ガラス、溶融石英、Dynasil溶融石英、色ガラス、フロートガラス、Zerodurなどの特殊ガラス、CaF２、サファイヤ、石英、ＭｇＯなどの光学結晶が使用される。
【００２７】
透過型光学素子でなく反射型として機能させる場合は基板に光学特性を求める必要はなく、その機械強度や加工性とコストにより金属、セラミック、プラスチックなどのあらゆる素材が考えられる。
【００２８】
一般的に形状転写を目的とした樹脂は熱可塑性樹脂と熱硬化型樹脂に二分される。熱可塑性樹脂には、ポリカーボネート、ポリスチレン、スチレン系ポリマーアロイ、ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリプロピレン、アモルファスポリオレフィン、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、熱可塑性ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミド系合成繊維などがある。一方、熱硬型性樹脂としては、熱硬化型ポリウレタン、エポキシ樹脂、不飽和アクリル樹脂、アクリルウレタン樹脂、不飽和ポリエステル、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート樹脂などがある。
【００２９】
熱硬化型樹脂の場合は、転写性能を上げるために低分子量の樹脂液が使用される。その樹脂液には、硬化触媒または硬化剤を含める。紫外線で硬化させる場合には、硬化触媒として、光増感剤が使用される。光増感剤の代表的なものとしてはアセトフェノン系、ベンゾインアルキルエーテル系、プロピオフェノン系、ケトン系、アントラキノン系、チオキサントン系が挙げられる。複数種を混合して使用してもよい。
【００３０】
樹脂の形状を変えることによりレンズや回折格子のような光学要素を形成し、全体を光学素子とする。特に、マイクロレンズ、マイクロレンズアレイ等の光学素子がこのような構造を有しており、その製造方法の一例が前記特許文献１に記載されている。
【００３１】
ところで、樹脂と基板の界面の接着力は、通常その接着に用いるシランカップリング剤の強度で決定する。シランカップリング剤は加水分解反応を用いた無機と有機の結合剤として一般的に使われている。樹脂接着型光学素子の場合はシラン処理をすることでガラス又は石英上のSiO２と、樹脂の間でそれぞれ結合し、両者を密着させている。
【００３２】
シランカップリング剤は、1つの分子中に官能基を２種類持っており、有機質材料と化学結合する反応基（ビニル基、エポキシ基、アミノ基、メタクリル基、メルカプト基など）と、無機質材料と化学結合する反応基（メトキシ基、エトキシ基など）の二つの手を持っている。結合する原理は、SiＯ２表面に水溶液として塗布されたシランカップリング剤は周辺にある水により加水分解されシラノールになり、一部縮合してオリゴマー状態に変わる。この状態で一度SiＯ２表面に水素結合的に吸着するが、その後のアニール処理で脱水縮合反応を起こし、強固な化学結合となる。塗布方法やアニール処理にミスがなければ、化学結合による強度は、その薬品そのものに依存することになる。
【実施例】
【００３３】
以下に、本発明実施例を示す。始めに、以下に示す各実施例における共通事項を説明する。実施例として凸レンズを成形した光学素子を作成し、その熱サイクル試験における特性を評価した。
〔基板の前処理〕
本実施例では、基板の材料としてＢＫ７と溶融石英を選択した。基板の厚さは１mm、外形寸法はφ200mmの円盤形で、表面はＲａで１０nm以下に研磨したものを使用した。基板は研磨後すぐにＩＰＡ洗浄機に投入し、表面をＩＰＡによる超音波洗浄後、ベイパー槽にて加熱蒸発させることでシミ等が発生しないようにした。
【００３４】
樹脂は、ケトン系の１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン等が転写性能、離型性能、品質安定性の面で有用であることから、アセタールグリコールジアクリレートとウレタンアクリレート、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン混合紫外線硬化型樹脂を用い、配合比を変えて、線膨張係数が異なるものを製造して使用した。
【００３５】
シランカップリング剤は、信越化学工業株式会社から市販されているKBM-503（3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン）を用いた。
【００３６】
シランカップリング剤の調合と塗布方法はメーカー推奨の方法をそのまま行っている。まず、酢酸濃度１％の水溶液を準備し、酢酸水溶液をよく攪拌しながら、シランカップリング剤の濃度が１％程度となる容易混合した。シランカップリング剤の加水分解が十分行われるように、水溶液がほぼ透明になるまでスターラーで撹拌した。
【００３７】
シランカップリング剤水溶液の塗布方法としては、スピンシャワー法を用いた。基板をスピンコーターに固定し、回転速度３０rpmに設定した。そこへ前記したシランカップリング剤水溶液を中心から霧吹き状に斑なく塗布した。斑がないのを確認した後、スピンコーターの回転数を2000rpmまで加速し、余分な薬品を振り落とした。約１分振り切った後、基板を慎重にスピンコーターから取り出し、アニール炉に入れた。アニールは約８０℃で３０分間行った。その後炉から取り出し、自然冷却した。シラン処理後の基板表面は樹脂と結合するために活性化されており、空気中の水分の少ないデシケータに置いて保存しないと接着強度が低下してしまう。シラン処理後は同日中に成形まで行ったほうがよい。
〔型の作成〕
今回の実験では光学素子として凸レンズを有するパターンを成形することとした。レンズはｓａｇ量２０μｍ、Ｒ＝３００μｍの球面レンズとした。凸レンズを樹脂に形成するための型は厚さが１０mmで５０mm角のＮｉ基板上に作成した。この基板は、樹脂厚調整用のスペーサーを設置する窪みが四隅に図１のように作られている。Ｎｉ基板を超精密旋盤に固定し、上記球面レンズ形状をＲ＝0.2mmのバイトを使用して彫り込んだ。
【００３８】
当然ながら、成形後の樹脂が凸レンズになるように、型にはそれを逆転した凸レンズ型１が彫り込まれている。図１のように凸レンズ型１のみを中央に作成した型を、型Ｉと呼ぶことにする。図１において、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ｂ）におけるＣ部拡大図、（ｄ）は（ａ）におけるＤ部拡大図であり、（ｅ）は（ｄ）におけるＢ−Ｂ断面図である。
【００３９】
型Ｉと同じものの凸レンズ型１の外周部に、高さ８０μmの額縁状の土手２をあらかじめ作成した型を、型IIと呼ぶことにする。図２で示すように型IIは３種類あり、額縁状の土手２の幅のサイズに対応して型II−１、型II−２、型II−３と呼ぶことにする。これらはそれぞれ、素子外形寸法である３ｍｍ角の切断予定部分から内側に３０μｍ、５０μｍ、１００μｍの領域に達するように作成されている。
【００４０】
図２において、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面図、（ｃ）〜（ｅ）は、（ｂ）におけるＥ部拡大図であり、それぞれ型II−１、型II−２、型II−３に対応する。なお、（ｃ）〜（ｄ）においては土手２の近傍を拡大して示しており、図面上の土手２部の寸法は、中央部の凸レンズ型１である凹部の寸法に比して拡大して示されている。
【００４１】
これらの型の作成方法は、Ｎｉ型基板上にフライスを用いて土手２部分を加工し、バリをとったものをあらかじめ作成する。その後、土手付きＮｉ基板の中央の平面部分に前記手法にて凸レンズ型１を作成する。このようにしてすべてで４種類の型を作成した。
（実施例１）
線膨張係数の異なる基板と樹脂を用いて、剥離に対する依存性を確認した。基板と樹脂は表１に示したように線膨張係数が異なるＢＫ７と溶融石英、及び樹脂Ｉと樹脂IIの全組み合わせを用いた。
【００４２】
【表１】
2004354419.tif 000001
【００４３】
基板上への樹脂層の成形は、以下のような手順で行った。まず、型Ｉの四隅にあらかじめ作成しておいたスペーサーを置く。スペーサーは樹脂層厚さをコントロールするために基板と型の空間を固定させるものである。ここではブロックゲージの様に加工したものを使用する。スペーサーは５ｍｍ角の直方体で、高さが（２ｍｍ＋目標樹脂厚）のものを使用した。ゲージは各々４個ずつ必要である。マイクロディスペンサーに樹脂を充填し、必要体積分だけ型の上に滴下する。必要分量とは、樹脂がのびる範囲をほぼ円形であると仮定すれば、樹脂面積×樹脂厚さに相当する樹脂量である。樹脂を滴下した型に、前述した基板のシラン処理が施された面を合わせる形で樹脂を挟み込んで密着させる。密着後、基板の上に重りを乗せて樹脂が十分のびるのを待った。基板が四つのスペーサーに接触して樹脂の広がりが止まるのを確認した。その後、重りを外し、これに紫外線を1000mＪ照射して、樹脂が硬化した後、基板と型を慎重に剥がした。
【００４４】
次にこれを、ダイシング装置を用いて切断した。前記サンプルをワックスで適当なガラス基盤に固定してダイシング装置にセットした。凸レンズの中心部を目安に３mm角に切り出せるように切断位置を設定した。切断後ＩＰＡ洗浄し、ワックスを落としてサンプルを完成させた。完成した素子のイメージを図３に示す。図３において、３は凸レンズ部、４は樹脂層、５は基板である。
【００４５】
サンプルにより樹脂層厚さＹが異なっている。実際に樹脂層の厚さが目論んだ通りになっていることを、切断面の顕微鏡測定で確認した。スペーサーは精度良く加工してあるが、実際の樹脂層厚はぴったり正確に目論み通りになることはめったにない。結果の考察ではこの測定結果を用いて判断する。ここで重要なのは、樹脂厚さが素子の測定位置によって大きく変わっていないことである。なお、基板と型が傾いた状態で成形するとこのようなことが起きる。
【００４６】
前記のような基板と樹脂の４つの各組み合わせについて、それぞれ樹脂層を、２０μｍ、３０μｍ、３５μｍ、４０μｍ、５０μｍ、６０μｍの６種類の目標厚さとし形成した。即ち、全部で２４個（組み合わせ４通り×厚さ６種類）の素子を作成し、図４に示したような温度サイクルテストで評価した。その結果を、図５に示す。
【００４７】
図５において、横軸は樹脂の線膨張係数Ｂと基板の線膨張係数Ａの比であり、縦軸は樹脂の厚さである。○印は基板の破損による樹脂の剥離が無かったもの、×印は基板の破損による樹脂の剥離が発生したものを示す。この結果から、樹脂の剥離を発生しない（Ｂ／Ａ）と樹脂の厚さＹとの関係を求めると、
Ｙ≦200／（Ｂ／Ａ）+30  …（１）
の関係（図４に曲線で示す）が得られる。これから、樹脂層の厚さが３０μｍ以下であれば剥離が発生しないことが分かるが、（Ｂ／Ａ）が小さければ前記（１）式を満たす限り、３０μｍ以上でも剥離が発生しないことが分かった。
【００４８】
樹脂層が基板から剥離する理由は主に基板と樹脂の熱膨張の差が引き起こす応力と考えられる。この応力は環境温度が変化することで樹脂と基板の変位に差が発生し、バイメタル効果によって引き起こされる。通常この１℃あたりの変位差はそれぞれの素材の素子全体長さと線膨張係数を掛けたものの差で表される。しかし、得られた結果は、上記の通りであり、予想を超えたものであった。
【００４９】
これは、実際にはこの変位差により引き起こされる応力の内、「剥離に寄与する」力が素子外周部で局所的に働いても剥離は発生するため、単純な引き算だけでは剥離との関係を表すことができないことによるものと考えられる。
（実施例２）
実施例１で述べた実験結果より、樹脂厚さが３０μｍ以下であれば剥離は発生しないことがわかった。そこで、樹脂の最外周から特定距離までのエリアの樹脂厚さが３０μｍ以下になる様な新たな型を作成し、その剥離に対する効果を確認した。型は前述の型II−１、型II−２、型II−３を使用した。
【００５０】
樹脂層は実施例１の樹脂Ｉを用い、基板は実施例１のＢＫ７を用いた。樹脂層厚さは７５μｍを目標として製造した。この樹脂層厚さで作成した場合、図６に示すように、型の土手に相当する部分の樹脂層部４ｂの厚さは２５μｍになるはずである。また、それ以外の部分４ａは７５μｍになる。なお、図６において、３は凸レンズ部、５は基板である。
【００５１】
基板処理と成形の方法は実施例１と同様に行った。切断も同様に３ｍｍ角に切り出した。完成した素子は型II−１、型II−２、型II−３に対応してそれぞれ外周部分の樹脂層厚さ２５μmの領域幅が３０μｍ、５０μｍ、100μｍと異なっている。これらをすべて前述の温度サイクルテストで評価した。その結果、５０μｍ以上の幅を持つサンプルで剥離を確認することができなかった。これはおそらく樹脂層の剥離が外周部の端面から開始されるため、その外周部で剥離が発生しないような樹脂層厚さにすることで、中央部も剥離しない結果になったものと思われる。このように、少なくとも樹脂層の外周部５０μｍ幅のエリアが３０μm以下の樹脂厚エリアで囲まれていれば、中央部の樹脂厚さが３０μm以上あっても、又、前記（１）式で表されるＹを超えていても、剥離が起きないことが確認できた。
た。
【００５２】
外周部分の領域幅５０μｍでの樹脂層厚さが、前記（１）式を満足する状態で、それより内側の樹脂層厚を７５μｍとして、同様の実験を行ったが、いずれの場合も樹脂の剥離は発生しなかった。
【００５３】
なお、上記の実施例では、内側に凸レンズを形成したものを例示したが、本発明はこのようなものに限られず、凹レンズやその他の形状の光学要素が形成されたものであってもよい。なお、内側の樹脂層の厚さを厚くすることが有用な形状のものは、曲率半径が大きくレンズ径の大きい凹面を作るときに、光学要素の成形部分においては、十分な厚さを設定し、かつ外周は本実施例の効果が得られる程度に樹脂層厚さを設定することができる。
【００５４】
また、この基板が、その最も大きい面での面積が2500mm２以下となるように作られた場合には、光通信部品などの光束の断面積が2500mm２以下となるような光学素子に対しても、耐環境性や耐久性を与えることがでる。このような高い耐環境性や耐久性が与えられた光通信用部品は、海底に配置されたケーブル内で使用されたり、又は寒冷地、熱帯地域などの様々な環境下で使用されても、その光学素子が環境変化により劣化したり、破壊されてしまうことを防ぐことができる
【発明の効果】
【００５５】
以上説明したように、本発明によれば、熱サイクル試験に耐えることができ、又、耐熱性のある接着型の樹脂製光学素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】
実施例１に使用した型Ｉの形状の概要を示す図である。
【図２】
実施例２に使用した型IIの形状の概要を示す図である。
【図３】
実施例１に使用した接着型の樹脂製光学素子の形状の概要を示す図である。
【図４】
実施例で使用した熱サイクル試験の温度サイクルを示す図である。
【図５】
実施例１で得られた、樹脂と基板の線膨張係数の比と、樹脂厚さとをパラメータとした剥離の発生状態を示す図である。
【図６】
実施例２に使用した接着型の樹脂製光学素子の形状の概要を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１…凸レンズ型
２…土手
３…凸レンズ部
４、４ａ、４ｂ…樹脂層
５…基板